(57)【要約】【課題】  密着イメージセンサの光学特性や、密着イメージセンサの設置位置等にばらつきがある場合でも適正な原稿画像面位置を設定して解像度の高い良好な読み取り画像を得ることができる原稿読み取り装置を提供する。【解決手段】  原稿を読み取る原稿読み取り手段と、ＣＣＤセンサ８の解像度を検知するための解像度パターンを有する原稿背面板１２と、コンタクトガラス１１と原稿背面板１２との間の距離を調整し、コンタクトガラス１１と原稿背面板１２との間のギャップを調整しながらＣＣＤセンサ８により解像度パターンを読み取ってＣＣＤセンサ８の解像度を算出する解像度算出部３４と、この解像度算出部３４の算出結果に基づいて、コンタクトガラス１１と原稿背面板１２との間の距離を設定するようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を移動させて原稿画像を読み取る原稿読み取り装置において、原稿画像を読み取る原稿読み取り手段と、該原稿読み取り手段の解像度を得るための解像度パターンを有する原稿背面板と、前記原稿読み取り手段と前記原稿背面板との間のギャップを可変する可変手段と、前記原稿読み取り手段により読み取った前記解像度パターンの読み取りデータから前記原稿読み取り手段の解像度を算出する解像度算出手段と、該解像度算出手段の算出結果に基づいて前記原稿読み取り手段の解像度が最大となるように前記可変手段により前記ギャップの可変量を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原稿読み取り装置において、前記可変手段は前記原稿読み取り手段の主走査方向のギャップを任意に調整可能であることを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の原稿読み取り装置において、前記原稿背面板の解像度パターンは原稿画像の読取可能領域外の位置に設けられていることを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の原稿読み取り装置において、前記設定手段は、原稿の厚みを含めて前記ギャップの可変量を設定することを特徴とする原稿読み取り装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の原稿読み取り装置において、前記設定手段により設定した前記ギャップの可変量を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする原稿読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿を移動させて原稿を読み取る原稿読み取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から原稿を読み取る原稿読み取り装置の光学系としては、ＣＣＤを利用した縮小光学系と、密着イメージセンサを利用した等倍光学系が知られている。
密着イメージセンサを利用した等倍光学系は、例えば広幅の原稿を読み取る原稿読み取り装置において利用されている。
なお、密着イメージセンサを利用した原稿読み取り装置に関する先行技術としては特許文献１、２等がある。
特許文献１には、簡単な調整により密着センサを基準面との間に最適な解像度を得る距離に設定することができる原稿読み取り装置に関する技術が開示されている。
また特許文献２には、密着イメージセンサが摺動するレール表面の位置を変えることにより、透明原稿面と密着イメージセンサとの間の距離の調整を行い、透明原稿面に焦点を合わせるようにした原稿読み取り装置に関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−４４６９号公報
【特許文献２】特開２００２−２６２０３２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような従来の広幅の原稿を搬送しながら読み取る密着イメージセンサ（ＣＩＳ）を備えた等倍光学系においては、光ファイバーレンズアレイ（ＳＬＡ）が使用されている。
しかしながら、光ファイバーレンズアレイは、縮小光学系において使用されているレンズに比べて被写界深度が浅いため、密着イメージセンサの光学特性（主に光ファイバーレンズアレイの特性）や、密着イメージセンサ又は原稿背面板等の設置位置のばらつき等により、原稿読取面を焦点位置に設定するのが困難であるという欠点があった。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、密着イメージセンサの光学特性や、密着イメージセンサの設置位置等にばらつきがある場合でも、適正な原稿画像面位置を設定して解像度の高い良好な読み取り画像を得ることができる原稿読み取り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、原稿を移動させて原稿画像を読み取る原稿読み取り装置において、原稿画像を読み取る原稿読み取り手段と、該原稿読み取り手段の解像度を得るための解像度パターンを有する原稿背面板と、前記原稿読み取り手段と前記原稿背面板との間のギャップを可変する可変手段と、前記原稿読み取り手段により読み取った前記解像度パターンの読み取りデータから前記原稿読み取り手段の解像度を算出する解像度算出手段と、該解像度算出手段の算出結果に基づいて前記原稿読み取り手段の解像度が最大となるように前記可変手段により前記ギャップの可変量を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の原稿読み取り装置において、前記可変手段は前記原稿読み取り手段の主走査方向のギャップを任意に調整可能であることを特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の原稿読み取り装置において、前記原稿背面板の解像度パターンは原稿画像の読取可能領域外の位置に設けられていることを特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の原稿読み取り装置において、前記設定手段は、原稿の厚みを含めて前記ギャップの可変量を設定することを特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の原稿読み取り装置において、前記設定手段により設定した前記ギャップの可変量を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によれば、原稿読み取り手段の解像度に基づいて原稿読み取り手段と原稿背面板との間のギャップを設定するようにしているので、原稿読み取り手段を構成する密着イメージセンサの光学特性や設置位置にばらつきが有っても解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
請求項２に記載の発明によれば、可変手段により主走査方向のギャップの可変量を任意に調整できるように構成したことで、解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
請求項３に記載の発明によれば、原稿背面板の解像度パターンを原稿画像の読取可能領域外の位置に設けることで余計な画像を出力することなく、解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
請求項４に記載の発明によれば、ギャップの可変量を設定する際には、原稿の厚さも考慮して決定するようにしているので、原稿厚さが変化しても解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
請求項５に記載の発明によれば、ギャップの可変量を記憶手段に記憶するようにしているので、外部要因によりギャップの可変量が変化しても容易に最適なギャップ位置を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本発明の原稿読み取り装置の実施形態を説明する。
なお、本実施の形態の原稿読み取り装置はＦＡＸ装置やスキャナ装置に好適なものである。
図１は、本実施形態としての原稿読み取り装置の主要な機構を示した概略図である。
この図１に示す原稿読み取り装置は、原稿１を載置する原稿テーブル２、操作部３、原稿１の挿入を検知する原稿挿入センサ４、原稿１を搬送する原稿フィードローラ５−１、５−２、原稿読み取り部への原稿の進入や後端部のタイミングを検知するレジストセンサ６、ガイド板７を備える。また原稿読み取り手段として、ＣＣＤ等によって構成された直線状のセンサであるリニアセンサ８、セルフォックレンズアレイ９、原稿照明用の光源１０−１、１０−２、コンタクトガラス１１を備える。さらに上下動可能な原稿背面板１２、左右の背面位置センサ１３−１、１３−２、原稿排出センサ１４、原稿排出ローラ１５−１、１５−２、原稿受け１６等を備えている。なお、ガイド板７は指示していないものを含め、複数個からなる。この場合、背面板１２は図示していない部材によりコンタクトガラス１１の上側に接触しないように構成されている。
図２は、図１に示した原稿背面板の構造を示した図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はその側面図である。
この図２（ａ）に示すように、原稿背面板１２の上面左右両側には夫々解像度パターン１２−１、１２−２が形成されている。
また図２（ａ）（ｂ）に示すように、原稿背面板１２には上下動するための可変手段として、その左右両側（主走査方向両側）に夫々背面板モータ２０−１、２０−２、ウォームギア２１−１、２１−２、背面位置センサ１３−１、１３−２、及び原稿背面板１２の水平方向を規制する４つのガイド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４等が設けられている。
【０００７】
図３は、本実施形態の原稿読み取り装置の全体構成を示すブロック図である。
なお、上記図１と同一部位には同一番号を付すこととする。また、実際には黒補正も必要になるが本発明には直接関係しないので、本実施形態では説明を省略する。
この図３において、アナログ処理部３０はリニアセンサ８からのアナログ画像信号に、レベル調整処理、サンプルホールド処理、増幅処理等を施して出力する。
Ａ／Ｄ変換部３１はアナログ処理部３０からのアナログ画像信号を８ｂｉｔのデジタル画像信号に変換して出力する。
シェーディング補正部３２は、シェーディングデータ生成部３２−１、メモリ３２−２、シェーディング補正演算部３２−３を備え、原稿照明光量の主走査方向の光量分布バラツキやリニアセンサ８からＡ／Ｄ変換部３１の出力までの特性に起因する主走査方向の画像信号のバラツキを補正する。
シェーディングデータ生成部３２−１は、メモリ３２−２を利用して原稿読取用のシェーディングデータを生成し、メモリ３２−２は原稿読取動作で使用するシェーディングデータの作成過程と最終データを保持する。
シェーディング補正演算部３２−３は、シェーディングデータ生成部３２−１で生成したシェーディングデータを用いて、Ａ／Ｄ変換部３１からの各画素のデジタル画像データ毎に演算（補正後画像データ＝画素データ／シェーディングデータ×２５５）を行い、画像データを得るようにしている。
また本実施の形態においては、このシェーディング補正部３２のシェーディングデータ生成部３２−１はメモリ３２−２を利用して、リニアセンサ８の解像度が最大となる焦点位置を求める解像度計算用データを生成するようにしている。
【０００８】
ここで、シェーディング補正部３２におけるシェーディングデータと解像度計算用データの生成方法を、図４に示す原稿背面板を主走査方向に読み取った時の画像信号を用いて説明する。
シェーディングデータは、原稿が読み取り位置に到達する前に原稿背面板を読み取った読取データ（２１９００画像）うち、図４に示す中央部分（９１４．４ｍｍ）の画像読取領域から読み取ったデータを重加算処理するなどして求めるようにしている。
具体的にはメモリ３２−２にシェーディングデータ生成部３２−１において生成したシェーディングデータを一旦保持しておき、このメモリ３２−２に保持した前７回分のシェーディングデータと、Ａ／Ｄ変換部３１から新たに入力される読取データを加算して平均化すれば良い。即ち（７×前シェーディングデータ＋読取データ）／８を計算すれば良い。なお、シェーディングデータはシェーディングデータ更新終了時に確定する。
一方、解像度計算用データは、操作部３からの指示により、原稿背面板１２の左右に設けられている解像度パターン読取領域Ａ、Ｂ（左右各１５０画素の合計３００画素）から読み取った各画素のデータを重加算処理するなどして求めるようにする。
具体的には上記シェーディングデータと同様、メモリ３２−２にシェーディングデータ生成部３２−１において生成した解像度計算用データを一旦保持しておき、メモリ３２−２において保持した前７回分の解像度計算用データと、Ａ／Ｄ変換部３１から新たに入力される読取データを画素ごとに加算して平均化するようにしている。即ち（７×前解像度計算用データ＋読取データ）／８を計算すれば良い。このようにして求めた画素毎の解像度計算用データは解像度計算用データ更新終了時に確定しメモリ３２−１に保持するようにしている。
【０００９】
タイミング信号発生部３３はリニアセンサ８、アナログ処理部３０、Ａ／Ｄ変換部３１、シェーディング部３２等に必要なクロック信号、タイミング信号、アドレス、データを発生して供給する。なお、各タイミング値等は制御部３５により変更可能となっている。
解像度算出部３４は、上記シェーディング補正部３２において求めた解像度計算用データに基づいて、解像度の算出を行う。なお、解像度算出部３４の詳細は後述する。
制御部３５は、図示していないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏやドライバ素子等より構成され、光源１０−１、１０−２の点灯制御や、原稿挿入センサ４、レジストセンサ６、左右の背面位置センサ１３−１、１３−２、原稿排出センサ１４からの信号を取り込むための制御を行う。また、ステッピングモータ駆動部３８を介して原稿搬送モータ３９の制御やステッピングモータ駆動部４０、４１を介して左右の背面板モータ左２０−１、２０−２の制御等を行う。不揮発メモリ３６は後述する原稿背面板１２の調整行程で得られた原稿位置情報を保持するようにしている。
【００１０】
以下、図１〜図３を参照しながら本実施の形態の原稿読み取り装置の動作概要について説明する。
図１に示す原稿１はオペレータにより原稿テーブル２上で左方向（順方向）へ向かって挿入される。原稿挿入センサ４が原稿１の先端を検知すると光源１０−１、１０−２が点灯し、原稿搬送モータ３９（図３参照）がＯＮし、原稿フィードローラ５−１、５−２、原稿排出ローラ１５−１、１５−２が順方向に回転する。これにより、原稿１が順方向に搬送され、原稿先端はレジストセンサ６により検知されることになる。
原稿１の先端がレジストセンサ６により検知されると搬送方向の位置が特定され、原稿先端が原稿背面板１２のほぼ中央の原稿画像読取位置に達する前までにシェーディングデータ作成用の読取動作を行う。
また原稿１の画像面は順次読み取られ、先端から原稿排出ローラ１５−１、１５−２に咥えこまれる。読み取り面は常にリニアセンサ８により読み取り動作が行われ、原稿先端が読み取り位置に到達したときに原稿画像の取り込みが開始される。なお、原稿先端位置はレジストセンサ６の位置を基準に原稿搬送モータ３９に入力されるパルス数により認知される。その後も原稿を順方向に搬送し原稿読み取りが行われた後、原稿受け１６に排出される。光源１０−１、１０−２は消灯し、原稿搬送モータ、即ち原稿フィードローラ５−１、５−２、及び原稿排出ローラ１５−１、１５−２を停止することになる。
また、本実施の形態の原稿読み取り装置においては、上記したような原稿読み取り動作の他に原稿背面板１２の上下位置を調整する調整動作を行うことができる。
【００１１】
以下、原稿背面板１２の上下位置の調整動作について説明する。
原稿背面板１２の上下位置の調整動作は操作部３により起動され、調整動作が起動されると、光源１０−１、１０−２が点灯し、リニアセンサ８により原稿背面板１２を読み取る動作が開始される。
原稿背面板１２の上下の基準位置は、左右の背面位置センサ１３−１、１３−２により検知される。なお、基準位置は原稿背面板１２が原稿読み取り手段のコンタクトガラス１１に最も接近できる位置に設定されている。原稿背面板１２が基準位置にない場合は、図２に示した左右の背面板モータ２０−１、２０−２、左右のウォームギア２１−１、２１−２の平歯車（原稿背面板１２の両側面に歯型が刻まれているものを指す）により原稿背面板１２の両側を基準位置に復帰させるように動作させる。このようにして原稿背面板１２の上下位置の調整動作が起動され基準位置で原稿背面板１２が読み取られる。
このとき、主走査方向の読み取り信号は２１９００画素（９２７．１ｍｍ）に対応している。調整動作に使用される解像度を求めるための信号は、先に図４により説明したように、原稿背面板１２の画像読取領域外の左右両側、各１５０画素（６．３５ｍｍ）幅に対応している。主走査方向の信号は画素信号ごとに加重平均して解像度計算用データを求め、シェーディング補正用のメモリ３２−２に保持するようにしている。なお、本実施の形態ではシェーディング補正用のメモリ３２−２に保持するようにしているが、メモリは別に設けても構わないものである。
【００１２】
図５は上記図４に示した解像度パターン読取領域の画像信号を拡大して示した図である。なお、図５にはコンタクトガラス１１と原稿背面板１２との間のギャップをｇ１、ｇ２に設定したときの画像信号が示されている。
この図５に示すようにコンタクトガラス１１と原稿背面板１２間のギャップをｇ１に設定したときの画像信号の極大値ＭＡＸpn-1、ＭＡＸpn、ＭＡＸpn+1は、通常、異なった値となるが隣接する極大値の差は小さいことが見てとれる。また同様にギャップをｇ１に設定したときの画像信号の極小値ＭＩＮpn-1、ＭＩＮpn、ＭＩＮpn+1も異なった値になるが隣接する極小値の差は小さいことが見て取れる。
またコンタクトガラス１１と原稿背面板１２間のギャップをｇ２に設定したときの画像信号の極大値ＭＡＸ’pn-1、ＭＡＸ’pn、ＭＡＸ’pn+1、及び極小値ＭＩＮ’pn-1、ＭＩＮ’pn、ＭＩＮ’pn+1についても同様になる。
そこで、本実施の形態の原稿読み取り装置においては、解像度パターン読取領域Ａ、Ｂの画像信号から求めた解像度計算用データからコンタクトガラス１１と原稿背面板１２との間のギャップと解像度の関係を求めるようにしている。
【００１３】
原稿背面板１２の解像度パターン読取領域Ａ、Ｂの各画素に対応する解像度計算用データは、制御部３５から原稿背面板１２に対応するアドレスを指定することによりシェーディング補正部３２のメモリ３２−２から読み出されて解像度算出部３４に入力される。そして、解像度パターン読取領域Ａの画素信号から原稿背面板１２の左側のギャップと解像度ＭＴＦｍａの関係を求めると共に、解像度パターン読取領域Ｂの画素信号から原稿背面板１２の右側のギャップと解像度ＭＴＦｍｂの関係を求める。
原稿背面板１２のギャップと解像度ＭＴＦの関係を求めるには、まず左右の背面センサ１３−１、１３−２と、左右の背面板モータ２０−１、２０−１を使用して原稿背面板１２の左右背面位置を基準位置に設定しておく。
解像度算出部３４では、メモリ３２−２から入力される解像度パターン読取領域Ａ、Ｂの画素信号から極大値ＭＡＸpn、極小値ＭＩＮpnを求め、原稿背面板１２の解像度パターン読取領域Ａ、Ｂの解像度（ＭＴＦ）を求める。なお、極大値ＭＡＸpn、極小値ＭＩＮpnは隣接する画素信号から得られた信号である。なお、解像度（ＭＴＦ）の求め方としては、以下に示すような、一般に知られた計算方法を使用する。
ＭＴＦｎ＝（ＭＡＸpn−ＭＩＮpn）／（ＭＡＸpn＋ＭＩＮpn）
（但し、ｎ＝１、２・・・）
ここで、解像度ＭＴＦｎの最大値ＭＴＦｍとし、左、右（解像度パターン読取領域Ａ、Ｂ内の解像度パターンが確実にある領域）における解像度ＭＴＦｎの最大値ＭＴＦｍａ、ＭＴＦｍｂを求める。
次に、原稿背面板１２の左右両側を基準位置から０．０５ｍｍ下方に移動させ、解像度パターンＡ、Ｂを読み取り、同様に左右の解像度ＭＴＦｍａ、ＭＴＦｍｂ（ｍ＝１、２、・・・）の算出を行うようにする。このような動作を繰り返し行うことにより、左右の解像度パターンＡ、Ｂの解像度ＭＴＦｍａ、ＭＴＦｍｂが夫々最大となる位置を求め、その位置に原稿背面板１２を設定するようにしている。
【００１４】
図６は、左右の解像度とギャップの関係を示した図である。
原稿背面板とコンタクトガラス１１との間のギャップと基準位置からの移動距離は一義的に関連づけることができる。
ここで、原稿の厚さを０．１ｍｍとした場合、原稿背面板１２の位置を解像度がピークとなる位置に０．１ｍｍを加算すると原稿背面板１２上に配置した原稿の原稿画像面が解像度ピーク位置になる。
例えば、図６に示すように原稿画像面の左右の解像度がピークとなるギャップに、原稿の厚み（０．１ｍｍ）を加算したギャップが原稿背面板１２の最適な位置となる。
なお、原稿の厚さを（０．１ｍｍから）変更する場合は、その値にあわせて原稿背面板１２位置を設定するようにしている。
従って、本実施形態の原稿読み取り装置においては、ラインセンサ８の解像度に基づいてコンタクトガラス１１と原稿背面板１２との間のギャップを設定するようにしているので、ラインセンサ８の光学特性や設置位置にばらつきが有っても解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来るようになる。
また、原稿背面板１２に取り付けた可変手段により主走査方向の両側のギャップを夫々調整することができるので、この点からも解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
また、本実施形態の原稿読み取り装置においては、原稿背面板１２の解像度パターン１２−１、１２−２を原稿領域外の位置に設けることで、例えば原稿画像面以外の領域に余計な画像（解像度パターンなど）を出力することなく、解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
さらに、本実施形態の原稿読み取り装置においては、ギャップを設定する際には、原稿の厚さも考慮して決定するようにしているので、原稿厚さが変化しても解像度の高い良好な読み取り画像を得ることが出来る。
そして、本実施形態の原稿読み取り装置においては、このような原稿読取に最適な原稿背面板１２位置に設定するための回転ステップ数（原稿背面板位置情報）を不揮発メモリ３６に保持するようにしている。そして例えば装置電源投入時において適宜使用するようにしている。これにより外部要因によりギャップが変化しても容易に最適なギャップ位置を設定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態としての原稿読み取り装置の主要な機構を示した概略図。
【図２】本実施形態の原稿読み取り装置の原稿背面板の構造を示した図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はその側面図。
【図３】本実施形態の原稿読み取り装置の全体構成を示すブロック図。
【図４】原稿背面板を主走査方向に読み取った時の画像信号を示す図。
【図５】解像度パターン読取領域を読み取った画像信号からＭＴＦ（解像度）を算出し左、右ギャップとの関係を示した図。
【図６】左右の解像度とギャップの関係を示した図。
【符号の説明】
【００１６】
１  原稿、２  原稿テーブル、３  操作部、４  原稿挿入センサ、５−１、５−２  原稿フィードローラ、６  レジストセンサ、７  ガイド板、８  リニアセンサ８、９  セルフォックレンズアレイ、１０−１、１０−２  光源、１１  コンタクトガラス、１２  原稿背面板、１３−１、１３−２  背面位置センサ、１４  原稿排出センサ、１５−１、１５−２  原稿排出ローラ、１６  原稿受け、３０  アナログ処理部、３１  Ａ／Ｄ変換部、３２  シェーディング補正部、３２−１  メモリ、３２−２  データ生成部、３２−３  シェーディング補正演算部、３３  タイミング信号発生部、３４  解像度算出部、３５  制御部、３６  不揮発メモリ、３８  ステッピングモータ駆動部、３９  原稿搬送モータ、４０、４１  ステッピングモータ駆動部、２０−１、２０−２  背面板モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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